Способ определения структуры,величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов. Целью изобретения является повьппение точности определения названных параметров , за счет использования пьезоакустического способа возбуждения магнитоупругой волны и регистрации интегральных характеристик спектра магкитоакустического резонанса. Для достижения этой цели магнитоакустическую волну в кристалле 3 возбуж-. дают электромеханическим преобразователем , вьшолненным в виде излучающего 2 и приемного 6 пьезоэлементов, регистрируют спектр магнитоакустического резонанса при изменении магнитного поля электромагнита 4, тон (Л кая структура которого характеризует наличие магнитных неоднородностей, а структуру и величину внутреннего магнитного поля определяют, интегрируя спектр магнитоакустического резон нса . 2 с.п. ф-лы, 3 ил. ю hO N9 iL ЛА н- ГГТТЬ У////////А

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU 2 2205

И) 4 G 01 N 27/82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3677013/25-28 (22) 20. 12.83 .(46) 23.11.86. Бюл. Ф 43 (71) МГУ им. M.Â.Ëoìoíîñîâà (72) Л.К.Зарембо и С.Н.Карпачев (53) 620.179.14(088.8) (56) Зарембо Л ° К. и др. Письма в журнал теоретической физики, т. 9, Ф 8, 1983, с. 502-504.

Щтраусс В. Магнитоупругие свойства иттриевого ферритаграната, В кн. физическая акустика / Под ред.

У.Моэона . — М.: Мир, 1970, т. IV. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ, ВЕЛИЧИНЫ И НЕОДНОРОДНОСТИ ВНУТРЕННЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов.

Целью изобретения является повышение точности определения названных параметров, за счет использования пьезоакустического способа возбуждения магнитоупругой волны и регистрации интегральных характеристик спектра магнитоакустического резонанса. Для достижения этой цели магнитоакустическую волну в кристалле 3 возбуж-. дают электромеханическим преобразователем, выполненным в виде излучающего 2 и приемного 6 пьезоэлементов, регистрируют спектр магнитоакустического резонанса при изменении магнитного поля электромагнита 4, тонкая структура которого характеризует наличие магнитных неоднородностей, а структуру и величину внутреннего магнитного поля определяют, интегрируя спектр магнитоакустического резоHcfHcB 2 с.II ф-лы, 3 ил.

1 12

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов, в том числе и электропроводящих.

Цель изобретения — повышение точности определения величины и местоположения неоднородности внутреннего магнитного поля в магнитоупорядоченных кристаллах, в том числе и электропроводящих за счет использования пьезоакустического способа возбуждения магнитоупругой волны и

I регистрации интегральных .характеристик спектра магнитоакустического

1 резонанса.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля, на фиг. 2 — спектр магнитоакустического резонанса, полученный в железоиттриевом гранате (ЖИГ), на фиг. 3 — величина и распределение внутреннего поля в ЖИГ.

Способ осуществляют следующим образом.

Кристалл помещают в однородное, медленно линейно меняющееся по величине внешнее магнитное поле и в нем электромеханическим преобразователем (пластика кварца или ниобата лития LiNbO ) возбуждается поперечз ная акустическая волна частоты с3 .

Поляризация и направление распространения акустической волны выбира.ются так, что из-за магнитострикции образца в нем возникает переменное (с частотой и "волновым вектором звука) магнитное поле. При этом в тех симметричных относительно центра областях, в которых векторная в я сумма внешнего Н и внутреннего Н „ полей по модулю IH1 = 1Й + H®„l =

= /1, где g гиромагнитное отношение для электронов, спины начинают прецессировать резонансным образом, Это резонансной условие соответствует условию отклонения вектора внутреннего магнитного поля относительно вектора внешнего поля на угол д., величина которого удовлетворяет условию sin oL /g Н,. Эта величина особенно в условиях низкочастотного магнитоакустического резо нанса мала и векторы Н и Й „с хоро72205 1 шей степенью точности можно считать

5

50 коллинеарными, а также с точностью до малого резонансного поля /g равными по величине.

Резонансная прецессия спинов вызывает резкое увеличение поглощения звука в этой области и уменьшение амплитуды звука, прошедшего через образец. Размер резонансной области лХ определяется постоянством полного поля в этой области с точностью до

ЛН. Изменение амплитуды прошедшего импульса (А — A(H)j-аНьЕ, где А, амплитуда вдали от резонанса, А(Н) амплитуда при данном значении поля.

Если F(Z) — функция распределения внутреннего поля в направлении распространенна звука, то F (H) =g CA,—

А()1 ag = Е(Н) . Обратная функция

Z (Н) дает одномерное распределение внутреннего поля в направлении распространения звука. Таким образом, способ заключается в определении с помощью акустической волны и ли нейно меняющегося магнитного поля спектра магнитоакустического резонатора (зависимости амплитуды прошедшего импульса от внешнего поля А(Н), интегрировании этого спектра и определении обратной функции, представляющей собой распределение внутреннего поля на половине длины кристалла.

Устройство (фиг. 1), реализующее способ контроля, включает генератор

1 радиоимпульсов, соединенный с электромеханическим преобразователем, выполненным в виде излучающего пьезопреобраэователя 2 и установленным на контролируемом кристалле 3, помещенном в поле электромагнита 4, источник 5 линейно изменяющегося тока, подключенный к обмотке электромагнита 4, последовательно соединенные приемный пьезопреобразователь 6, усилитель 7, блок 8 селекции, измеритель 9 параметров импульсов, интегратор 10 и самописец 11, и самописец 12, подключенный к второму выходу измерителя 9 параметров импульсов, выход источника 5 тока подключен к вторым входам самописцев 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал — радиоимпульс частоты <, получаемый от генератора 1, поступает на излучающий пьеэопреобраэова-

1272205

30 з тель 2, который преобразует элект рический импульс в упругую волну, распространяющуюся в исследуемом кристалле 3. Последний помещается в однородное поле электромагнита 4, питаемого от источника 5 линейно изменяющегося тока. Приемный преобразователь 6 преобразует упругую волну, прошедшую через кристалл, в электрический сигнал, поступающий далее 10 на усилитель 7. Блок 8 селекции позволяет выделить первый прошедший импульс, который подается на измеритель 9 его параметров. Электрический аналог амплитуды импульса подается !5 на У-вход самописца 12 спектра магнитоакустического резонанса и на интегратор 10, в котором осуществляются сдвиг уровня сигнала на величину, равную амплитуде сигнала в нулевом 2р поле и интегрирование. Сигнал с выхода интегратора 10 подается на Хвход самописца 11 внутреннего поля.

На У-вход самописца 11 и Х-вход самописца 12 подается напряжение, про25 порциональное внешнему магнитному полю.

Формула изобретения

1. Способ определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов, заключающийся в возбуждении в кристалле, помещенном во внешнее магнитное поле, магнито35 упругой волны, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности определения величины и местоположения неоднородности внутреннего поля в магнитоупорядоченных кристаллах, в том числе и в электропроводящих, магнитоупругую волну возбуждают с помощью электромеханического преобразователя и определяют зависимость амплитуды волны, прошедшей через кристалл, от внешнего магнитного поля, являющейся спектром магнитоакустического резонанса, по тонкой структуре которого определяют наличие магнитных неоднородностей, а по интегральной характеристике спектра магнитоакустического резонанса судят о структуре и величине внутреннего магнитного поля.

2. Устройство для определения структуры, величины и неоднородности внутреннего магнитного поля магнитоупорядоченных кристаллов, включающее генератор радиоимпульсов, электромагнит, соединенный с источником линейно изменяющегося тока, усилитель и первый самописец, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено электромеханическим преобразователем, выполненным в виде излучающего пьеэопреобразователя и подклюI ченным к выходу генератора, приемным пьеэопреобразователем, подключенным к входу усилителя, и последовательно соединенными . блоком селекции, измерителем параметров импульсов, интегратором и вторым самописцем, подключенными к выходу усилителя, второй выход измерителя параметров импульсов соединен с входом первого самописца, второй выход источника линейно изменяющегося тока соединен с вторыми входами первого и второго самописцев.

Р ) Д(н), усл. е6 1 ф1

2 Ф 6

Расстояние om центра образца мм

Фиг.5

Составитель В.Филинов

Техред В.Кадар Корректор М.Демчик

Редактор Н.Рогулич

Заказ 6331/41

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4